黃靜 趙潔 閆薇

(東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，黑龍江哈爾濱150030)

基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的題庫系統(tǒng)優(yōu)化研究

黃靜 趙潔 閆薇

(東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，黑龍江哈爾濱150030)

題庫系統(tǒng)是重要的現(xiàn)代教學(xué)工具，針對(duì)當(dāng)前單機(jī)版題庫系統(tǒng)的缺陷，引入了基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的題庫系統(tǒng)優(yōu)化思路，并重點(diǎn)設(shè)計(jì)了包括試題優(yōu)化、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、權(quán)限控制和系統(tǒng)優(yōu)化在內(nèi)的四維一體化優(yōu)化方案，旨在為題庫系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)與動(dòng)態(tài)管理提供參考。

題庫系統(tǒng);優(yōu)化;網(wǎng)絡(luò)環(huán)境

本文著重從題庫試題優(yōu)化、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、權(quán)限控制和系統(tǒng)優(yōu)化四個(gè)方面介紹題庫系統(tǒng)的優(yōu)化，以此提高題庫系統(tǒng)的實(shí)用價(jià)值。

一、試題優(yōu)化

題庫是按照一定的教育測(cè)量理論，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)的某個(gè)學(xué)科題目的集合，并在精確的數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上建立起來的教育測(cè)量工具。在優(yōu)化題庫試題時(shí)應(yīng)遵循一定的原則:從形式上看，試題應(yīng)保證題目無歧義且答案明確;就內(nèi)容而言，試題應(yīng)符合《考試大綱》對(duì)試題深度和廣度的要求;以效用的角度分析，試題的難度和區(qū)分度應(yīng)是準(zhǔn)確可信的;另外，其他優(yōu)化準(zhǔn)則用戶可根據(jù)課程實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。針對(duì)優(yōu)化的基本原則，網(wǎng)絡(luò)版題庫試題優(yōu)化主要側(cè)重于三方面內(nèi)容。

1．根據(jù)《考試大綱》優(yōu)化題庫試題

《考試大綱》每經(jīng)過一段時(shí)間都會(huì)進(jìn)行一些變動(dòng)，如增加考試內(nèi)容、修改知識(shí)點(diǎn)的掌握程度(掌握程度一般分為:熟悉、理解和了解)，應(yīng)及時(shí)根據(jù)新大綱優(yōu)化試題庫。

2．更新試題的難度和區(qū)分度

難度是反映試題難易程度的重要指標(biāo)，通常用考生在該題上的得分率P表示，取值范圍在0到1之間。區(qū)分度是指試題對(duì)不同水平的考生加以區(qū)分或鑒別的能力，區(qū)分度通常用全體考生在該題上的得分與試卷總分之間的相關(guān)系數(shù)R表示，－1＜R＜1［3］。難度和區(qū)分度是抽題、組卷過程中的重要參考指標(biāo)，每次考試后，應(yīng)用統(tǒng)計(jì)分析模塊對(duì)每道試題的難度和區(qū)分度進(jìn)行計(jì)算，并更新它們的值，這樣也達(dá)到了優(yōu)化試題的目的。另外，根據(jù)難度系數(shù)和區(qū)分度還可以刪除一些試題，難度值為0或1(所有考生都不會(huì)做的試題難度值用0表示，所有考生都會(huì)做的試題難度值用1表示)的試題，還有區(qū)分度小于0的試題，都屬于不合格試題，是沒有考查價(jià)值的，所以應(yīng)該及時(shí)刪除。

3．根據(jù)用戶反饋的信息對(duì)試題進(jìn)行相應(yīng)的變動(dòng)

通過用戶反饋可以發(fā)現(xiàn)更多的試題漏洞或錯(cuò)誤，這是通過考試得出的有價(jià)值的優(yōu)化信息。

網(wǎng)絡(luò)版題庫試題優(yōu)化示意圖

有權(quán)限的用戶可以根據(jù)《教學(xué)大綱》、試題難度與區(qū)分度、用戶反饋等可變信息對(duì)題庫中的試題進(jìn)行改進(jìn)，這是網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)下題庫系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，題庫中的試題將得到及時(shí)的更新與優(yōu)化，如圖所示。

二、結(jié)構(gòu)優(yōu)化

網(wǎng)絡(luò)版題庫系統(tǒng)的目的就是通過網(wǎng)絡(luò)使試題資源得到全面的共享，而當(dāng)一個(gè)題庫系統(tǒng)投入使用后，常常會(huì)出現(xiàn)這樣一種情況:該題庫系統(tǒng)只適用于某一類考生，這種局限性影響了題庫系統(tǒng)的適用范圍和效用。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，不同的考查對(duì)象具有不同的教材、《考試大綱》以及考查重點(diǎn)等，這就要求網(wǎng)絡(luò)版題庫系統(tǒng)能根據(jù)不同考查對(duì)象來選擇與之相對(duì)應(yīng)的試題參數(shù)，使之切實(shí)有效地服務(wù)于更多的考查目的。在傳統(tǒng)題庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，通過結(jié)構(gòu)調(diào)整，在試題存儲(chǔ)的設(shè)計(jì)上做出改進(jìn)，可以滿足以上需求，其優(yōu)化方案時(shí)具體分兩步進(jìn)行。

1．對(duì)錄入題庫的試題進(jìn)行編號(hào)

考慮到不同的學(xué)校選用的教材多種多樣，在試題編號(hào)過程中將課程內(nèi)容劃分為知識(shí)塊和知識(shí)點(diǎn)兩個(gè)部分，應(yīng)用知識(shí)塊和知識(shí)點(diǎn)為每道試題編號(hào)，這樣就不用拘泥于各個(gè)教材中章節(jié)的限制，可以為所有的考查對(duì)象所用。不同的學(xué)?？荚嚽埃山處煾鶕?jù)課程的具體特點(diǎn)和《教學(xué)大綱》安排選擇重要的知識(shí)單元、試題類型等參數(shù)，對(duì)試題庫中的試題進(jìn)行抽取后，自動(dòng)生成試卷。其中知識(shí)塊的編碼由標(biāo)題前四位(或少于四位)拼音首字母的大寫形式表示，知識(shí)點(diǎn)的編碼由標(biāo)題前四位(或少于四位)拼音首字母的小寫形式表示，題號(hào)直接用數(shù)字表示即可，將大寫字母、小寫字母和數(shù)字連接構(gòu)成的字符串就是一道試題的編號(hào)。以《Visual Basic程序設(shè)計(jì)》為例，知識(shí)塊“面向?qū)ο缶幊獭钡摹翱丶敝R(shí)點(diǎn)中的第五道試題，我們可將其編號(hào)為:MXDXkj5。

2．利用冗余字段優(yōu)化試題結(jié)構(gòu)

經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)的題庫采用一個(gè)數(shù)據(jù)表對(duì)試題及其描述信息進(jìn)行存儲(chǔ)，本文則認(rèn)為應(yīng)當(dāng)將試題描述信息和試題分開存儲(chǔ)，再通過“試題編號(hào)”字段將兩個(gè)表關(guān)聯(lián)起來。試題表(如表1)只負(fù)責(zé)記錄試題的題目?jī)?nèi)容和答案，該表中的“試題編號(hào)”是對(duì)不同的試題加以區(qū)分;描述信息表(如表2)中記錄的是反映試題難易程度、區(qū)分度等參數(shù)信息，該表中的“試題編號(hào)”與試題表中的“試題編號(hào)”一一對(duì)應(yīng)。這種描述信息和試題分開存儲(chǔ)的模式，對(duì)于個(gè)性化試題來說看不出優(yōu)點(diǎn)所在，但對(duì)于試題庫中的公用試題，它們可以用于考查不同的對(duì)象，且根據(jù)考查對(duì)象不同設(shè)定試題的難度、區(qū)分度等參數(shù)。這時(shí)，在描述信息表中我們用多條記錄進(jìn)行存儲(chǔ)，這幾條記錄有相同的“試題編號(hào)”，這樣在試題表中指定的是同一道試題，其他參數(shù)可以根據(jù)《考試大綱》的要求進(jìn)行個(gè)性化設(shè)定。對(duì)試題進(jìn)行編號(hào)和冗余字段的利用有效調(diào)整了試題存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，并從根本上解決了題庫系統(tǒng)可以服務(wù)于所有考查對(duì)象的難點(diǎn)。

表1 試題(ST)表

表2 描述信息(MSXX)表

三、權(quán)限控制

網(wǎng)絡(luò)版題庫系統(tǒng)是一個(gè)多用戶、權(quán)限分配復(fù)雜的系統(tǒng)，采用基于角色的訪問控制方法，引入角色(作為中間件)——分別與用戶和權(quán)限形成多對(duì)多的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了用戶和權(quán)限的邏輯分離，使題庫系統(tǒng)的用戶管理分級(jí)化。用戶管理功能是對(duì)使用網(wǎng)絡(luò)試題庫的用戶進(jìn)行登記造冊(cè)、密碼口令驗(yàn)證、用戶身份識(shí)別等一系列安全管理活動(dòng)。根據(jù)系統(tǒng)的使用情況，將用戶角色分成三類:管理員用戶(系統(tǒng)的管理者)、教師用戶(系統(tǒng)的使用者和部分功能的管理者)和學(xué)生用戶(系統(tǒng)的使用者)三類。角色的劃分簡(jiǎn)化了權(quán)限的管理，用戶被分配角色的同時(shí)獲得相應(yīng)的權(quán)限，當(dāng)某個(gè)用戶權(quán)限發(fā)生變化時(shí)，可以通過指派另一角色來實(shí)現(xiàn)權(quán)限的變更;當(dāng)某類用戶的職能有變動(dòng)時(shí)，直接對(duì)該類用戶的角色進(jìn)行重新授權(quán)即可。

本系統(tǒng)在設(shè)計(jì)中將教師角色劃分為“專題主管教師”和“普通教師”兩個(gè)子角色。以某高?！禫isual Basic程序設(shè)計(jì)》為例，專題主管教師是該校VB題庫的負(fù)責(zé)人，可以對(duì)試題庫中的試題進(jìn)行添加、修改、刪除操作，而其他普通VB教師只有提供修改意見的權(quán)力，由主管教師統(tǒng)一進(jìn)行審核及更新，這種設(shè)計(jì)有效地避免了沖突的發(fā)生。當(dāng)然，普通教師也可以應(yīng)用本系統(tǒng)進(jìn)行個(gè)性化考核(如章節(jié)測(cè)驗(yàn)、期中測(cè)試等)，所以我們?yōu)槊總€(gè)普通教師用戶建立了個(gè)人數(shù)據(jù)庫，普通教師可直接把題庫系統(tǒng)中的試題導(dǎo)入其個(gè)人數(shù)據(jù)庫，再進(jìn)行相應(yīng)的更改。這樣既方便了普通教師靈活使用試題庫，又不會(huì)破壞題庫系統(tǒng)中的原始數(shù)據(jù)。

四、性能優(yōu)化

網(wǎng)絡(luò)版題庫系統(tǒng)是基于“客戶機(jī)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器”三層結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，瀏覽器端通過網(wǎng)絡(luò)對(duì)服務(wù)器端數(shù)據(jù)提出請(qǐng)求，服務(wù)器接收請(qǐng)求后做出相應(yīng)的響應(yīng)，再回傳到瀏覽器端，即瀏覽器通過WEB服務(wù)器與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行交互。對(duì)數(shù)據(jù)庫來說，當(dāng)一個(gè)用戶退出一個(gè)頁面又重新請(qǐng)求該頁面時(shí)，需要兩次訪問數(shù)據(jù)庫，當(dāng)多個(gè)用戶同時(shí)請(qǐng)求操作數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)庫將被頻繁訪問，這勢(shì)必降低系統(tǒng)的反應(yīng)速度和用戶的訪問效率，影響系統(tǒng)的性能。緩存的設(shè)立可以大幅提高系統(tǒng)的訪問效率，減少對(duì)數(shù)據(jù)庫的頻繁訪問，通過設(shè)立緩存的方法對(duì)系統(tǒng)性能進(jìn)行優(yōu)化。在瀏覽器和服務(wù)器之間設(shè)立緩存，當(dāng)瀏覽器端用戶請(qǐng)求訪問數(shù)據(jù)時(shí)，服務(wù)器首先檢查緩存中是否存在該請(qǐng)求的數(shù)據(jù)，如果存在，則直接將數(shù)據(jù)回傳給瀏覽器端;如果不存在，則向數(shù)據(jù)庫發(fā)出數(shù)據(jù)訪問請(qǐng)求，回傳數(shù)據(jù)的同時(shí)將數(shù)據(jù)存入緩存中。當(dāng)緩存中的數(shù)據(jù)已滿，并有新的數(shù)據(jù)請(qǐng)求時(shí)，可采用最近最少使用近似的算法，將緩存中長(zhǎng)時(shí)間沒有使用的數(shù)據(jù)替換掉。這種優(yōu)化方法避免了對(duì)數(shù)據(jù)庫的重復(fù)訪問，減輕了數(shù)據(jù)庫的壓力，有效地提高了題庫系統(tǒng)的性能。

五、結(jié)論

本文提出了在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下對(duì)題庫系統(tǒng)的優(yōu)化方案。優(yōu)化題庫中的試題時(shí)，主要以《教學(xué)大綱》、試題難度與區(qū)分度、用戶反饋等可變信息為依據(jù)，令試題更具考核價(jià)值;在結(jié)構(gòu)調(diào)整方面，通過設(shè)計(jì)試題編號(hào)和改變?cè)囶}存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)題庫結(jié)構(gòu)的優(yōu)化;在權(quán)限控制方面，采用基于角色的訪問控制方法并實(shí)行角色細(xì)化，避免了沖突;在性能優(yōu)化方面，通過設(shè)立緩存的方法減少了對(duì)數(shù)據(jù)庫的訪問次數(shù)，優(yōu)化了系統(tǒng)的性能。本文的研究可為高校題庫系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)優(yōu)化提供重要的理論方法支持。

［1］教育部現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育資源建設(shè)委員會(huì)．現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育資源建設(shè)技術(shù)規(guī)范［M］．北京:北京師范大學(xué)，2000:10－11．

［2］鄧國(guó)慶．談標(biāo)準(zhǔn)化試題庫建設(shè)［J］．石油教育，2008 (4):27－28．

［3］余仁勝．綜合利用試題的難度和區(qū)分度評(píng)價(jià)試卷質(zhì)量［J］．中國(guó)考試，1998(5):19－22．

［4］王宏軍，王航宇．基于Web的網(wǎng)絡(luò)試題庫系統(tǒng)研究［J］．電子設(shè)計(jì)工程，2009(7):118－120．

［5］吳繼棟．淺論計(jì)算機(jī)緩存的工作機(jī)制［J］．計(jì)算機(jī)信息技術(shù)，2007(33):413－414．

Research on Optimizing Item Bank System Based on Network

Huang Jing，Zhao Jie，Yan Wei
(Northeast Agricultural University，Harbin Heilongjiang 150030)

Item bank system is an important modern teaching tool．Aiming at the shortcomings of the current stand－alone version，the paper introduces the optimization idea of item bank system based on network，and focuses on the designing of four－dimensional integrated optimization scheme，including test questions optimization，structural optimization，access control and system optimization，in order to provide reference for the optimization design and dynamic management of item bank system．

item bank system，optimization，network

G642.474

A

1672-3805(2012)02-0058-03

2011－10－10

黃靜(1981－)，女，黑龍江哈爾濱人，東北農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院講師，碩士研究生;研究方向:農(nóng)業(yè)信息化與決策支持系統(tǒng)